第I卷(選擇題共48分)
一、選擇題(每小題4分,滿分48分。本大題共l2小題,在每小題給出的四個選項中,有一個或一個以上選項符合題目要求,全部選對得4分,選不全得2分,有選錯或不答的得0分)
1. 下列說法中正確的是()
A. 瑪麗#8226;居里首先提出原子的核式結構學說
B. 盧瑟福在?琢粒子散射實驗中發現了電子
C. 查德威克在原子核人工轉變的實驗中發現了
中子
D. 愛因斯坦為解釋光電效應的實驗規律提出光子說
2. 雷蒙德#8226;戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(Ve)而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎。他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。電子中微子可以將一個氯核轉變為一個氬核,其核反應方程式為
?自e +3717Cl →3718Ar+0-1e
已知3717Cl核的質量為36.95658u,3718Ar核的質量為36.95691u,0-1e的質量為0.00055u,1u質量對應的能量為931.5MeV。根據以上數據,可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為()
A. 0.82MeV B. 0.31MeV
C. 1.33MeV D. 0.51MeV
3. 在光滑水平面上有一個物體同時受到兩個力F1與F2的作用,在第1s內保持靜止狀態。若兩個力F2和F1隨時間的變化如圖1所示,下列說法中正確的是()
A. 在第2秒內,物體做加速運動,加速度的大小逐漸減小,速度逐漸增大
B. 在第3秒內,物體做加速運動,加速度的大小逐漸增大,速度逐漸增大
C. 在第4秒內,物體做加速運動,加速度的大小逐漸減小,速度逐漸增大
D. 在第6秒末,物體的加速度為零,運動方與F1相同
4. 質量為1kg的物體置于水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數?滋 =0.2。從t=0 開始物體以一定的初速度向右滑行,同時受到一個水平向左的恒力F=1N的作用,則反映物體受到Ff的摩擦力隨時間變化的圖像是圖2中的(取向右為正方向)()
5. 如圖3所示,一架航天飛機沿半徑為r的圓軌道以周期T運行,為了返回地面,在A點適當降低速率,于是沿與地球表面相切的橢圓軌道返回地面的B點,已知地球半徑為R,則航天飛機從A回到B的時間為()
A.(1+ )TB.(1+ )T
C. (1+ )TD. (1+ ) T
6. 汽車在水平路面上從靜止開始做勻加速運動,到t1秒末關閉發動機做勻減速運動,到t2秒末靜止。其速度-時間圖像如圖所示,圖中?琢角小于?茁角。若汽車牽引力做功為W,做功的平均功率為P,汽車加速和減速過程中克服摩擦力做功分別為W1和W2,平均功率的大小分別為P1和P2,則下列結論正確的是()
A. W1+W2=W
B. W1>W2
C. P1+P2=P
D. P1=P2
7. 直線AB是某電場中的一條電場線,一正電荷從A點處自由釋放,電荷僅在電場力的作用下沿電場線從A點到B點的運動過程中的速度圖線如圖5所示。比較A、B兩點的電勢?漬的高低和場強E的大小,下面說法正確的是
()
A. ?漬A>?漬B,EA=EB
B. ?漬A>?漬B,EA>EB,
C. ?漬A<?漬B,EA=EB
D. ?漬A<?漬B,EA<EB,
8. 如圖6所示,電源電動勢E,內阻不為零,且始終小于外電路的總電阻,當滑動變阻器R的滑片P位于中點時,A、B、C三個小燈泡亮度相同,則()
A. 當觸頭P向左移動時,A、C燈變亮,B燈變暗
B. 當觸頭P向左移動時,B、C燈變亮,A燈變暗
C. 當觸頭P向左移動時,電源的效率減小
D. 當觸頭P向左移動時,電源的輸出功率減小
9. 如圖7所示,荷質比為e / m的電子,以速度v0沿AB邊射入邊長為a的等邊三角形的勻強磁場區域中,欲使電子從BC邊穿出,磁感應強度B的取值為()
A. B=
B. B=
C. B<
D. B<
10. 如圖8所示,MN,PQ為兩平行金屬導軌。MP間接一阻值為R的電阻,導軌處于勻強磁場中,磁感應強度為B,磁場方向與導軌所在平面垂直。有一金屬圓環沿導軌滑動,速度為v,與導軌接觸良好。圓環的直徑d與兩導軌間的距離相等。該金屬環與導軌的電阻均可忽略,當金屬環向右做勻速運動時()
A. 有感應電流通過電阻R,大小為
B. 有感應電流通過電阻R,大小為
C. 有感應電流通過電阻R,大小為
D. 沒有感應電流通過電阻R
11. 氫原子從第三能級躍遷到第二能級時,輻射的光子照射到某金屬時,恰好能發生光電效應。現有處于n=5激發態的大量氫原子,在向低能級躍遷時,所輻射的各種能量的光子中,可使該金屬發生光電效應的光子頻率有()
A. 9種B. 10種C. 8種D. 7種
12. 如圖9所示,小木塊與長木板之間光滑. M置于光滑水平面上,一輕質彈簧左端固定在M的左端,右端與m連接.開始時m和M都靜止,現同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1、F2,從兩物體開始運動以后的整個過程中,對m、M、彈簧組成的系統. 正確的說法是(整個過程中彈簧不超過彈性限度)
A. 由于F1和F2分別對m、M做正功,故系統的機械能不斷增加
B. 由于F1和F2等大反向,故系統的動量守恒
C. 當彈簧有最大伸長量時,m、M的速度為零,系統具有機械能最大
D.當彈簧彈力的大小與拉力F1、F2的大小相等時,m、M的動能最大
第Ⅱ卷(非選擇題共102分)
二、本題共8小題,共102分,把答案填在題中橫線上或按題目要求作答。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫最后答案的不得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。
13.(選3-3部分考生)(10分)下列有關布朗運動說法都是錯誤的,試分析它們各錯在哪里.
(1)大風天常常看到風沙彌漫,塵土飛揚,這就是布朗運動.
(2)布朗運動是由于液體分子對固體小顆粒的撞擊引起的,固體小顆粒的體積越大,液體分子對它的撞擊越多,布朗運動就越顯著.
14.(選3-4部分考生)(10分)已知在t1時刻簡諧橫波的波形如圖10中實線所示;在時刻t2該波的波形如圖中虛線所示。t2-t1=0.02s。求:(1)該波可能的傳播速度。(2)若已知T< t2-t1<2T,且圖中P質點在t1時刻的瞬時速度方向向上,求可能的波速。(3)若0.01s 15.(12分)李明同學在做《互成角度的兩個力的合成》實驗時,利用坐標紙記下了橡皮筋的結點位置O點以及兩只彈簧秤拉力的大小如圖(a)所示, (1)試在圖(a)中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示,并用F表示此力. (2)有關此實驗,下列敘述正確的是 . (A)兩彈簧秤的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大 (B)橡皮筋的拉力是合力,兩彈簧秤的拉力是分力 (C)兩次拉橡皮筋時,需將橡皮筋結點拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧秤拉力的效果相同 (D)若只增大某一只彈簧秤的拉力大小而要保證橡皮筋結點位置不變,只需調整另一只彈簧秤拉力的大小即可 (3)圖(b)所示是李明和張華兩位同學在做以上實驗時得到的結果,其中哪一個實驗比較符合實驗事實?(力F ′是用一只彈簧秤拉時的圖示) 答:. (4)在以上比較符合實驗事實的一位同學中,造成誤差的主要原因是:(至少寫出兩種情況) 答 . 16.(14分)在測定電流表內阻的實驗中,備用的器材有: A. 待測電流表(量程0~100?滋A); B. 電阻箱(0~9999?贅); C. 電阻箱(0~99999?贅); D. 電源(電動勢2V,有內阻); E. 電源(電動勢6V,有內阻); F. 若干電鍵和導線。 (1)如果采用如圖12所示的電路測電流表的內阻,并得到較高的精確度,以上器材中,可變電阻R1應選用________;可變電阻R2應選用________;電源應選用________;(填字母代號) (2)按圖13所示的電路,連接下圖中線路,還有一根導線未連接,請補充連好; (3)將?鬆改裝成兩量程電流表,現有兩種備選電路圖14(甲)和圖14(乙),兩個電路中,圖 較合理,另一電路不合理的理是 . 17.(15分)火箭載著宇宙探測器飛向某行星,火箭內平臺上還放有測試儀器,如圖15所示。火箭從地面起飛時,以加速度 豎直向上做勻加速直線運動(g0為地面附近的重力加速度),已知地球半徑為R. (1)升到某一高度時,測試儀器對平臺的壓力剛好是起飛前壓力的 ,求此時火箭離地面的高度h; (2)探測器與箭體分離后,進入行星表面附近的預定軌道,進行一系列科學實驗和測量,若測得探測器環繞該行星運動的周期為T0,試問:該行星的平均密度為多少?(假定行星為球體,且已知萬有引力常量為G) 18.(17分)如圖16所示,電阻不計的光滑的平行水平金屬導軌MN、PQ相距l,在M點和P點間接一個阻值為R的電阻,在兩導軌間OO1O′O1′區域內有垂直導軌平面豎直向下的有界勻強磁場,磁場左右邊界相距d,磁場的磁感強度大小為B,一質量為m的導體棒ab垂直于兩導軌水平擱在磁場區域左側的導軌上,與磁場左邊界OO1相距s,棒ab的電阻為r,棒ab與導軌始終保持良好的接觸,今用一大小為F的水平恒力向右拉ab棒,由靜止開始運動,某時刻ab進入磁場區,已知棒ab在離開磁場右邊界O′O1′時剛好做勻速直線運動。求: (1)棒ab在離開磁場區右邊界時刻的速度多大? (2)在棒ab通過磁場區的過程中整個回路消耗電能多大? (3)分析討論水平恒力F大小滿足什么條件時ab棒的運動情況,并定性作出ab棒從靜止開始運動的v-t圖像。 19.(17分)如圖17所示,質量為0.3kg的小車靜止在足夠長的光滑軌道上,小車下面掛一質量為0.1kg的小球B,在旁邊有一支架被固定在軌道上,支架上O點懸掛一質量也為0.1kg的小球A。兩球球心至懸掛點的距離L為0.2m,當兩球靜止時剛好相切,兩球心位于同一水平線上,兩懸線豎直并相互平行,將A球向左拉到圖中虛線所示位置后由靜止釋放與B球相碰,如果碰撞過程中無機械能損失,求碰撞后B球上升的最大高度和小車能獲得的最大速度。 20.(17分)如圖18所示,水平方向的勻強電場場強為E,場區寬度為L,豎直方向足夠長,緊挨著電場的是垂直于紙面向外的兩個勻強磁場區域,其磁感應強度分別為B和2B。一個質量m,電荷量為q的帶正電粒子,其重力不計,從電場的邊界MN上的a點由靜止釋放,經電場加速后進入磁場,經過時間穿過中間磁場,進入右邊磁場后能按某一路徑再返回到電場的邊界MN上的某一點b,途中虛線為場區的分界面。求: (1)中間場區的寬度d; (2)粒子從a點到b點所經歷的時間; (3)當粒子第n次返回電場的MN邊界時與出發點之間的距離。 參考答案 第一部分選擇題 (共48分) 一、本題共12小題,每小題4分,共48分。在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確,全選對的得4分,選不全的得2分,有錯選或不選的得0分。 二、計算和論述題。 13.(10分)解析:(1)(4分)能在液體或氣體中做布朗運動的微粒都是很小的,一般數量級在10-6 m,這種微粒肉眼是看不到的,必須借助于顯微鏡,風天看到的灰砂塵土都是較大的顆粒,它們的運動不能稱為布朗運動,另外,它們的運動基本上屬于在氣流作用下的定向移動,而布朗運動是無規則運動. (2)(4分)布朗運動的確是由于液體(或氣體)分子對固體微粒的碰撞引起的,但只有在固體顆粒很小,各個方向的液體分子對它的碰撞不均勻才引起它做布朗運動. 因此,正確的說法是:固體微粒體積越小,布朗運動越顯著,如果微粒過大,液體分子對它的碰撞在各個方向上是均勻的,就不會做布朗運動了.(2分) 14.(10分)解析:(1)如果這列簡諧橫波是向右傳播的,在t2-t1內波形向右勻速傳播了(n+ )?姿,所以波速v=(n+ )?姿÷(t1-t2)=100(3n+1)m/s (n=0,1,2, ……);同理得若該波是向左傳播的,可能的波速 ?自=100(3n+2)m/s (n=0,1,2, ……)(4分) (2)P質點速度向上,說明波向左傳播,T< t2-t1 <2T,說明這段時間內波只可能是向左傳播了5/3個波長,所以速度是唯一的:v=500m/s(3分) (3)“Q比R先回到平衡位置”,說明波只能是向右傳播的,而0.01s 15. (12分) (1)答案如圖19(3分) (2)A C (3分) (3)張華作的符合實驗事實(2分) (4)1. F1的方向比真實方向偏左. 2. F2的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左. 3. 作圖時兩虛線不分別與F1線和F2線平行.(4分,每寫出一個得2分) 16.(14分) (1)CBE(每空2分) (2)略(2分) (3)圖甲(2分)圖乙電路狀態下,更換量程會造成兩分流電阻都未并聯在表頭兩端,以致流過表頭電流超過滿偏電流而損壞(每空4分) 17.(15分) 解析:(1)起飛前:N1=mg0.(1分) 起飛后:N1-mg=. (2分) = (2分) =mg0(2分) =mg0(2分) 聯立以上各式解得h= . (2分) (2)設行星半徑為r,質量為M1,密度為?籽,則 =mr( )2(2分) ?籽= =(2分) 18.(17分)解析:(1)棒ab進入磁場后,勻速運動的速度為v E=Blv. I= = (2分) F-F安=0 F-B l=0(2分) v= (1分) (2)設回路中消耗電荷量為Q。 F#8226;(s+d)=Q+ mv2(2分) Q=F#8226;(s+d)- (2分) (3)設棒剛進入磁場時速度為v1. F#8226;s= mv2,,v1= (2分) 若v=v1,即F= ,棒在場區一直做勻速運動。(2分) 若v1<v,即F> ,棒在場區先做加速運動,若d足夠長最終勻速運動。(2分) 若v1>v,即F< ,棒在場區先做減速運動,若d足夠長最終勻速運動。(2分) 19.(17分)解析:(1)如下圖所示,A從靜止開始自由落體運動到C點線繃直,設此時速度為vC,則 v2c=2g#8226;2lsin30°(2分) 解得vC= =2(m / s)(1分) 在線繃直的過程中沿半徑方向的速度分量損失,A將以切向速度v1運動,有 v1=vCcos30°=1.73(m / s)(2分) A球從C點運動到最低點B,與B球相碰前機械能守恒,設碰撞前A的速度為v2,則 mAv21+mAgl(1-cos60°) = mAv22(2分) 解得v2= =2.24(m / s)(2分) A、B兩球正碰且mA=mB,由機械能守恒,A、B的速度將交換,即B以速度v2=2.24(m / s),對B球和小車組成的系統,在水平方向上動量守恒,當水平方向上達到共同速度v時,B球上升到最大高度h,有 mBv2=(M+mB)v①(1分) mBv22= (M+mB)v2 +mBgh②(1分) 聯立①、②可得 h=0.1875m (2分) (2)在B球擺回到最低點的過程中,懸線仍使小車加速,當B達最低點時,小車有最大速度,設B到最低點的速度為,則有mBv2=-mBv3+Mvm mBv22= mBv22+ Mvm2.(2分) 解得:vm= =1.12(m / s)(2分) 20.(17分)解析:粒子從a點出發,在電場中加速和在兩磁場中偏轉,回到MN上的b點,軌跡如下圖所示。 (1)粒子在電場中加速運動時,有qEL= mv2,解得v= ,由tB= T得:粒子在中間磁場通過的圓弧所對的圓心角為?茲=30° (3分) 由qvB=m 得粒子在中間磁場通過的圓弧半徑為r1= 由幾何關系得d= r1=(3分) (2)粒子在右邊磁場中運動,其圓弧對應的圓心角為?琢=120° 則t2B== (1分) 粒子在電場中加速時Eq#8226;tE=mv,tE=(2分) 根據對稱性:tab=2tE+2tB+t2B=2 + (2分) (3)由軌跡圖得:y=r1- = r1(2分) Sab=r1cos30°+2y=(2- )r1(2分) 再由周期性得 sn=nsab=(2- ) = (2分) 責任編校李平安 注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。